細(xì)菌蛋白質(zhì)可以幫助將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元
隨著將干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋图?xì)胞的配方書不斷增大,尋找完美的,治療相關(guān)的分化因子混合物揭示了一些有趣的生物學(xué)。例如,11月19日發(fā)表在“ 化學(xué)與生物學(xué)”雜志上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),大腸桿菌中的一種蛋白質(zhì)與小分子結(jié)合可以協(xié)同作用,將多能細(xì)胞推入功能性神經(jīng)元。
這項(xiàng)研究始于韓國(guó)成均館大學(xué)科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)的Sox2-四種Yamanaka因子中的一種,它影響干細(xì)胞保持干細(xì)胞或分化的能力 - 可以與細(xì)菌伴侶蛋白Skp結(jié)合。然后,他們測(cè)試了如果將Skp引入干細(xì)胞并發(fā)現(xiàn)它可以啟動(dòng)分化會(huì)發(fā)生什么。這導(dǎo)致了Skp可以與其他技術(shù)相結(jié)合以使分化更有效的假設(shè)。
“雖然在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)有相當(dāng)多的研究,但是能夠有效地生產(chǎn)大量干細(xì)胞仍然存在瓶頸,”成均館大學(xué)醫(yī)學(xué)院的共同作者Kyeong Kyu Kim說(shuō)。“這個(gè)問題可以解決,但我們需要尋找新的方法來(lái)指導(dǎo)干細(xì)胞分化,然后了解改進(jìn)方案的分子機(jī)制。”
延世大學(xué)的Injae Shin和Kim說(shuō),多能干細(xì)胞的分化可以被認(rèn)為是兩個(gè)簡(jiǎn)單的步驟:首先,干細(xì)胞決定不再是干細(xì)胞并開始分化; 第二,細(xì)胞決定它想成為什么樣的細(xì)胞。在它們誘導(dǎo)神經(jīng)元分化的方案中,細(xì)菌蛋白質(zhì)Skp在第一步中通過(guò)與Sox2結(jié)合并抑制其功能起作用。然后,小化學(xué)物質(zhì)神經(jīng)噠嗪(Nz)和神經(jīng)噠唑(Nzl)通過(guò)告訴干細(xì)胞成為神經(jīng)元而在第二步中起作用。
通過(guò)影響兩個(gè)步驟,每批干細(xì)胞可以產(chǎn)生更多功能性神經(jīng)元,并且如果單獨(dú)使用蛋白質(zhì)或小分子則可以更快的速率產(chǎn)生。“因此協(xié)同作用主要來(lái)自于通過(guò)蛋白質(zhì)抑制干性和通過(guò)化學(xué)誘導(dǎo)劑指導(dǎo)譜系特異性的承諾,”Shin說(shuō)。“因此,這個(gè)過(guò)程就是合理設(shè)計(jì)的細(xì)胞分化的一個(gè)例子,以實(shí)現(xiàn)高水平的譜系承諾效率。”
該方案的一個(gè)弱點(diǎn)是在治療環(huán)境中使用諸如Skp的細(xì)菌蛋白質(zhì)存在安全問題。然而,與引入遺傳元件相比,使用該蛋白質(zhì)是有利的,因?yàn)榈鞍踪|(zhì)不會(huì)引起任何遺傳改變或不穩(wěn)定,這是使用病毒介導(dǎo)的基因遞送至干細(xì)胞的主要問題。作者希望這項(xiàng)研究能夠鼓勵(lì)其他人開發(fā)基于干細(xì)胞抑制第一階段的小分子模擬的類似方法。
他們現(xiàn)在正致力于使用類似的組合方法來(lái)探索如何在其他細(xì)胞類型中使分化更有效,特別是在心臟中。
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